Spectroscopie de fluorescence

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Application de la spectroscopie de fluorescence a l'étude du pétrole : le défi de la complexité

Application de la spectroscopie de fluorescence a l'étude du pétrole : le défi de la complexité

En ce qui concerne la détection, la spectroscopie de fluorescence peut être utilisée à des niveaux divers. La détection peut se faire à distance : un laser génère un faisceau lumineux tandis que le signal de fluorescence émis est recueilli et analysé [17] et [19]. Des simula- tions effectuées au laboratoire montrent que l’épaisseur du film de pétrole peut être calculée à partir de l’inten- sité de la fluorescence émise [17, 20, 21]. Quand des films très minces (de l’ordre de 0,01 µm) sont mesurés, la limitation provient du bruit de fond provenant de dif- férentes matières organiques fluorescentes dissoutes dans l’eau de mer [17] et [22]. La détection à distance peut être utilisée pour distinguer entre différents types d’huiles, mais une caractérisation fine ne peut se faire actuellement qu’à travers l’analyse d’un échantillon [23] et [28]. On cherche aussi à mesurer la contamina- tion des eaux douces et des sols. De manière générale, lasers et fibres optiques sont de plus en plus utilisés [29] et [36].
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Étude d’interactions biologiques à l’aide de la résonance des plasmons de surface et de la spectroscopie de fluorescence

Étude d’interactions biologiques à l’aide de la résonance des plasmons de surface et de la spectroscopie de fluorescence

Chapitre 1 : Introduction Ce mémoire est consacré à l’étude d’interactions biologiques, un aspect crucial des sciences de la santé. En effet, ces interactions impliquant un récepteur et un analyte sont primordiales pour plusieurs domaines, qu’il s’agisse du développement de médicaments, de la pharmacologie ou pour poser un diagnostic médical. Afin d’étudier de tels systèmes biologiques, l’utilisation de biocapteurs est devenue une des méthodes de choix en recherche. Les biocapteurs utilisent un support solide servant de transducteur et permettant l’immobilisation d’une molécule biologique. L’exposition de ce récepteur greffé à la surface du transducteur à une solution d’un analyte permet de caractériser l’interaction entre l’analyte et le récepteur immobilisé à l’aide du signal généré par le transducteur. La fabrication de ces biocapteurs est un défi en elle-même et n’est pas identique pour chaque système biologique étudié. En effet, l’interaction entre deux molécules en solution est différente de l’interaction entre ces mêmes molécules si l’une d’entre elles est fixée à une surface. De plus, afin de reproduire l’activité biologique du récepteur sur le biocapteur, il est important de s’assurer que la surface utilisée soit biocompatible et qu’elle oriente idéalement le site actif où se produit la liaison vers la solution contenant l’analyte. La résonance de plasmons de surface est devenue l’une des techniques de prédilection employée en recherche pour l’analyse d’interactions biologiques et la spectroscopie de fluorescence est une autre technique employée très fréquemment dans le domaine des sciences biologiques. L’utilisation de ces méthodes sera démontrée pour l’étude d’interactions entre différentes séries de biomolécules.
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La spectroscopie de fluorescence pour détecter les changements de conformation en canaux unitaires

La spectroscopie de fluorescence pour détecter les changements de conformation en canaux unitaires

M/S n° 11, vol. 25, novembre 2009 952 spectroscopie de fluorescence. La technique utilisée repose sur la variation de l’intensité de la fluorescence causée par un change- ment de l’environnement local d’un fluorophore, modifiant ainsi ses caractéristiques d’émission. Il a été démontré que le fluo rophore tétraméthyl rhodamine (TMR) attaché aux sous-unités du canal KcsA du helical bundle crossing (Figure 1A) permet de suivre en temps réel les ouvertures et les fermetures de cette sous-unité [4] (Figure 2A, B).

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Étude des mécanismes moléculaires de formation des pores des toxines formeuses de pores par la spectroscopie de fluorescence

Étude des mécanismes moléculaires de formation des pores des toxines formeuses de pores par la spectroscopie de fluorescence

d’autres changements de conformation qui lui permettraient de perméabiliser la membrane. L’objectif premier dans le cadre de l’étude de la Cry1Aa est d’établir la topologie du domaine formeur de pores de la toxine en déterminant de quel côté de la bicouche lipidique se trouve chacune des hélices durant le processus de perméabilisation de la membrane. Pour ce faire, chaque boucle reliant ces hélices est marquée avec un fluorophore (voir figure 1.20) dit donneur (le Tétraméthylrhodamine-5-maléimide, ou TMR5M) alors qu’un « quencher » ou un accepteur, le dipicrylamine (DPA), se retrouve dans la membrane. Le DPA est une molécule dont la charge nette est négative et qui est lipophile. Cette molécule va se répandre dans la bicouche lipidique, et se déplacera normalement en fonction du potentiel membranaire. Le spectre d’émission du TMRM recouvre le spectre d’absorption du DPA (voir figure 1.19 (a)), la théorie du FRET (voir section 2.2.7) indique que le TMRM peut transferrer son état excité au DPA (qui est un « quencher »), avec R 0 = 35 Å (Groulx et al., 2010). Les variations de fluorescence du TMRM avec le DPA vont indiquer de quel côté de la membrane lipidique se trouve la région de la protéine marquée (voir 1.19 (b)).
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Étude de l'oligomérisation et de la fonction de canaux ioniques par spectroscopie de fluorescence et fluorométrie en voltage imposé

Étude de l'oligomérisation et de la fonction de canaux ioniques par spectroscopie de fluorescence et fluorométrie en voltage imposé

CHAPITRE 3. T ETRAMERIZATION OF B. THURINGIENSIS TOXIN C RY 1A A 59 We recently studied the pore forming mechanism of Cry1Aa using fluorescence spectroscopy (8) and found in our system that the pore-forming mechanism includes the insertion of the hairpin consisting of the α-helices α3-α4 into the membrane from the inner to the outer leaflet, while the rest of domain I remained on the inner leaflet. This intercalation of the hairpin preceded pore formation suggesting an intermediate step, which might be lateral diffusion and oligomerization. Direct visual demonstration of pore-like structures of Bt toxins in lipid membranes was provided by atomic force microscopy (AFM) (28-30) and electron microscopy (31). AFM measurements visualized a depression of diameter ~15 Å surrounded by four elements, each of which had a diameter of ~14 Å corresponding to the size of single α- helices or hairpin loops. The observed structures were, thus, consistent with a terameric stoichiometry as proposed earlier (14,32). According to our proposed model (8) mainly the α3- α4 loop protrude from the external membrane leaflet which would explain the size of the structures. Nevertheless, each Cry1Aa toxin contains seven α-helices and consequently five loops in the pore-forming domain I, rendering it impossible to predict how many toxin molecules contribute to each pore forming unit without additional information. Furthermore, the same toxin is suggested to form trimeric complexes in 2-dimensional membrane associated toxin crystals, as revealed by electron microscopy (31).
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Spectroscopie de fluorescence résolue en temps

Spectroscopie de fluorescence résolue en temps

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignemen[r]

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Identification et validation de marqueurs métaboliques pour le suivi de la croissance de cellules végétales en suspension par spectroscopie de fluorescence

Identification et validation de marqueurs métaboliques pour le suivi de la croissance de cellules végétales en suspension par spectroscopie de fluorescence

Ce projet a permis de prouver que l'autofluorescence d'une culture de cellules vegetales indifferenciees peut etre utilisee pour le suivi en temps reel des variables de culture critiqu[r]

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Utilisation de la spectroscopie de fluorescence pour la vérification du nettoyage d'un ingrédient pharmaceutique actif sur les surfaces des équipements de production

Utilisation de la spectroscopie de fluorescence pour la vérification du nettoyage d'un ingrédient pharmaceutique actif sur les surfaces des équipements de production

Le Tableau 5.9 permet également de voir qu’il est impossible de quantifier l’IPA sur le polyoxyméthylène, le polyéthylène et le polyéthylène haute densité (PEHD). Un étalonnage n’est pas possible avec l’unité actuelle puisque le signal d’un blanc est très élevé par rapport au signal de l’acier inoxydable. Le signal élevé s’explique par le fait que les plastiques étudiés absorbent et émettent aux mêmes longueurs d’onde que l’IPA. Plusieurs études ont été faites sur les longueurs d’onde d’excitation et d’émission des polymères, dont une réalisé par Jacques et Poller (Jacques & Poller, 1993). Leurs essais sur le polyéthylène et le PEHD montrent que l’excitation s’effectue à des longueurs d’onde similaires à celles de l’appareil et que les longueurs d’émission maximales se situent également près des longueurs d’onde d’émission captées par l’appareil (Jacques & Poller, 1993). La fluorescence pour ce type de polymères est attribuée principalement aux groupes carbonyles (Spizzichino, Caneve, Colao, & Ruggiero, 2016). L’émission et l’excitation du polyoxyméthylène s’effectuent également à des longueurs d’onde similaires à celles de l’appareil et la fluorescence semble être causée par des impuretés dans le polymère (Nishimura & Osawa, 1981). De plus, le signal entre les blancs mesurés sur trois coupons différents varie significativement d’un à l’autre, ce qui suggère que le signal du blanc a un impact non négligeable lors de la quantification de l’IPA pour ces matériaux. La variation du signal d’un blanc à l’autre pourrait s’expliquer par les différents contenus en impureté dans chaque coupon. Également, lorsque le signal du blanc est soustrait à celui du signal pour une concentration de 83%, deux des trois coupons pour ces matériaux présentent un signal plus faible pour la concentration de 83% que pour le blanc malgré le fait que visuellement, il est possible de voir la déposition sur la surface.
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Étude du couplage entre les sous-unités du canal potassique KcsA par des mesures de spectroscopie de fluorescence en canal unitaire

Étude du couplage entre les sous-unités du canal potassique KcsA par des mesures de spectroscopie de fluorescence en canal unitaire

En fait, si l'énergie de stabilisation de l'état fenné est différente de l'énergie de stabilisation de l'état ouvert (si elle existe), le couplage est probablement différ[r]

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Caractérisation de la matière organique des eaux naturelles et traitées par spectroscopie de fluorescence 3D

Caractérisation de la matière organique des eaux naturelles et traitées par spectroscopie de fluorescence 3D

3.4.3 Déconvolution 3D en fluorophores unitaires - PARAFAC La méthode PARAFAC permet de décomposer un spectre de fluorescence d’un mélange de substances en composantes individuelles et distinctes, ce qui permet de caractériser et de quantifier diverses fractions de la MOD dans les eaux de surface ou dans les eaux traitées. En supposant qu’une eau contienne x fluorophores/composantes, qui n’interagissent pas les uns avec les autres et que chaque fluorophore/composante se comporte conformément à la loi Beer- Lamberts, alors le spectre global du mélange est la somme des spectres de chaque composante. La méthode PARAFAC est appliquée à un ensemble de spectres qui correspondent à un ensemble d’échantillons d’eau. Pour un ensemble d’échantillons, on suppose, dans la méthode PARAFAC, que la forme du spectre de chaque fluorophore/composant ne change pas d’un échantillon à un autre, mais que seule son intensité peut changer. Les altérations au spectre de fluorescence dues par exemple à la température de l’eau sont ainsi négligées (Stedmon et Bro, 2008). La méthode PARAFAC s’avère utile pour caractériser la MON, en autant qu’une validation du modèle obtenu est faite de façon rigoureuse et transparente. La Figure 3-6 présente la déconvolution du spectre 3D (Z) d’une composante faite par PARAFAC. Le résultat de cette modélisation se traduit par l’obtention de trois paramètres F max , B et C qui sont respectivement
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Spectroscopie de molécules d’intérêt atmosphérique et astrophysique

Spectroscopie de molécules d’intérêt atmosphérique et astrophysique

Introduction Objectif scientifique La spectroscopie moléculaire haute résolution est aujourd’hui un outil incontournable pour l’étude des atmosphères planétaires et du milieu interstellaire. En effet, une par- faite connaissance de ces milieux repose sur l’étude de données, en général des spectres moléculaires, que nous fournissent, ou qui nous ont déjà été fournies, par des satellites d’observation terrestre comme IASI ou GOME-2, des radiotélescopes embarqués comme Herschel ou des plates-formes d’observation basées sur terre telle que ALMA. Une étude préalable en laboratoire de molécules susceptibles d’être détectées par ces observations, ou déjà détectées mais dont la modélisation n’est par encore satisfaisante, est incontour- nable. Le travail présenté dans cette thèse s’inscrit dans cette logique. Nous nous sommes intéressés à deux molécules, une molécule d’intérêt astrophysique, le méthanol doublement deutéré CD 2 HOH, et une molécule d’intérêt atmosphérique, le phosgène Cl 2 CO.
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Spectroscopie femtoseconde cohérente bidimensionnelle dans l'infrarouge

Spectroscopie femtoseconde cohérente bidimensionnelle dans l'infrarouge

La difficult´ e particuli` ere de l’exp´ erience de spectroscopie ` a deux dimensions de mesure de Ξ (2) (−ω 2 ,ω 3 ) propos´ ee ici vient pr´ ecis´ ement du m´ elange entre deux domaines spectraux : une dimension est en effet dans le visible (excitation) et l’autre dans l’infrarouge moyen (signal). Pour int´ eressant que ce m´ elange soit du point de vue de la physique (cf. section 1.5 page 42), il implique que l’on utilise une technique d’acquisition longue combin´ ee ` a une excitation sensible ` a des fluctuations de d´ elai. La phase ∆φ entre les deux impulsions visibles doit en effet rester constante pendant toute l’acquisition du champ signal. Or un champ signal dans l’infrarouge moyen induit comme nous l’avons vu une d´ etection par interf´ erom´ etrie temporelle, c’est-` a-dire une mesure du champ infrarouge ´ emis qui peut prendre quelques minutes. Pendant ces quelques minutes, la stabilit´ e de la diff´ erence de phase ∆φ doit ˆ etre
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Spectroscopie résolue en temps de la femtoseconde à la milliseconde

Spectroscopie résolue en temps de la femtoseconde à la milliseconde

Dans la pratique, toutefois, le système d’acquisition AD-ASOPS évalue le rapport entre les fréquences laser en détectant les coïncidences temporelles entre les deux lasers et en comptant[r]

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microscopie de fluorescence par excitation à deux photons : application à des études de corrélations et de déclins de fluorescence en milieu biologique

microscopie de fluorescence par excitation à deux photons : application à des études de corrélations et de déclins de fluorescence en milieu biologique

CPT(concentration 400 µ M/l) dans un tampon pH 7 contenant 50 % de glycérol en absence et en présence et de topo I et paramètre χ 2 attestant de la qualité de l’analyse des données. À ce stade de l’étude, il nous restait à vérifier que cette interaction éventuelle de la CPT avec la topo I ne se manifestait pas par l’apparition de durées de vie longues (> 10 ns). Cependant, l’analyse de telles durées de vie n’était pas possible dans les conditions actuelles de notre montage en raison de la cadence élevée du laser à saphir dopé au titane. Rappelons en effet que la fréquence des impulsions de 76 MHz permet l’acquisition de déclins sur une durée maximale de 13 ns environ. Pour finaliser cette étude, nous avons donc intégré dans notre montage un sélecteur d’impulsions optiques (Pulse Picker modèle 9200, Coherent) permettant de réduire la fréquence des impulsions de 76 MHz à des fréquences comprises entre 4 MHz à 10 kHz. Les acquisitions de déclins de fluorescence de la CPT en présence de topo I ont alors été réitérées en utilisant une fréquence de 4 MHz permettant l’acquisition de déclins sur 250 ns. Notons que cette diminution de la fréquence des impulsions implique une diminution de la puissance moyenne incidente et impose donc une durée d’acquisition des déclins plus longue. Ainsi, la durée d’acquisition des déclins de fluorescence de la CPT (concentration 400 µM/l) fut d’environ 1000 s (15 min) sous une puissance moyenne incidente de 10 mW.
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Spectroscopie d'absorption multiphotonique sans effet Doppler

Spectroscopie d'absorption multiphotonique sans effet Doppler

les expériences sont possibles avec des puissances de Laser relativement faibles de l’ordre du watt et que les déplacements de fréquence causés par l’irradiation lumineuse restent négligeables. L’application essentielle de ces processus semble devoir être la spectroscopie fine de niveaux très excités d’un atome ainsi que l’étude de certains états métastables.

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Système de détection et de mesure de la fluorescence

Système de détection et de mesure de la fluorescence

En effet les photodiodes, les photomultiplicateurs, et les capteurs d'image CCD sont d'excellents détecteurs photoélectriques que l'on retrouve dans tous les systèmes[r]

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Contrôle de la fluorescence par des nanoantennes plasmoniques

Contrôle de la fluorescence par des nanoantennes plasmoniques

Coquille plasmonique pour la fluorescence de nanocristaux colloïdaux L’extension apportée par la méthode que nous utilisons peut être considérée comme le traitement d’un développement limité à des ordres supérieurs : chaque particule n’est plus représentée par une source dipolaire mais par un ensemble de sources multipolaires (ou multipôles). Pour chaque particule, plusieurs polarisabilités sont donc calculées, cha- cune correspondant à un multipôle au sens de la théorie de Mie. Notons que cette méthode prend également en compte la présence d’interfaces planes. En effet, le calcul du champ généré par une source multipolaire en présence d’une interface peut être réalisé analytique- ment. Cette méthode permet de calculer avec une meilleure précision que l’approximation dipolaire discrète le champ à proximité d’une nanoparticule. Par conséquent cette méthode est nécessaire pour traiter le cas de deux nanostructures séparées par quelques nanomètres (section 5.2.2.c) ou celui d’une nanoparticule déposée sur une interface (section 5.3.2). La limitation de la méthode est que le milieu environnant ne peut pas être discontinu à la position d’une particule. Le paramètre de convergence de cette méthode numérique est le nombre de sources multipolaires utilisées. Il est fixé à 20 dans les simulations.
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Photodiagnostic et chirurgie guidés par la fluorescence

Photodiagnostic et chirurgie guidés par la fluorescence

[14] Aydogan F., Ozben V., Aytac E., Yilmaz H., Cercel A., Celik V. Excision of nonpalpable breast cancer with indocyanine green fluorescence-guided occult lesion localization (IFOLL),Breast Care (Basel),2012, 7, p. 48. [15] Tummers Q.R., Verbeek F.P., Schaafsma B.E., Boonstra M.C., van der Vorst J.R., Liefers G.J., van de Velde C.J., Frangioni J.V., Vahrmeijer A.L., Real-time intraoperative detection of breast cancer using near-infrared fluorescence imaging and methylene blue,Eur. J. Surg. Oncol.,2014, 40, p. 850. [16] Nguyen Q.T., Tsien R.Y., Fluorescence-guided surgery with live molecular navigation--a new cutting edge,Nat. Rev. Cance,r2013,13, p. 653.
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Polarimétrie harmonique et spectroscopie de photoionisation attoseconde

Polarimétrie harmonique et spectroscopie de photoionisation attoseconde

Physique attoseconde Aujourd’hui, la physique attoseconde comporte deux directions majeures (Sa- lieres et al. [196]). La première direction, transpose les techniques de la physique femtoseconde à l’échelle de l’attoseconde. Dans un schéma pompe/sonde qui com- bine plusieurs types d’impulsions, les impulsions XUV attosecondes -isolées ou sous forme de train- peuvent être utilisées pour pomper ou sonder le système étudié (atomes et molécules en phase gazeuse, liquide ou solide) en l’excitant dans un état lié ou dans un continuum (ionisation, dissociation). Elles peuvent également servir de sonde, en photoémission ou en photoabsorption. Quand la sonde (ou la pompe) est du type photoémission, plusieurs technique -RABBIT (voir ci-dessous), attosecond streaking (Itatani et al. [94]), FROG-CRAB (Mairesse and Quéré [146])- donnent accès à l’amplitude et à la phase spectrale du paquet d’ondes électroniques émis, d’où l’on peut extraire l’information sur la dynamique intra-atomique/moléculaire. Les techniques ci-dessus ont servi aux études de dy- namiques attosecondes dans des systèmes variés (Calegari et al. [26], Eckle et al. [55], Mauritsson et al. [153], Sansone et al. [199], Sola et al. [215], Uiberacker et al. [236]). Dans les études résolues en temps comme dans la spectroscopie molécu- laire, la technique RABBIT (Reconstruction of Attosecond Beating by Interference of Two-photon Transitions), de caractérisation en amplitude et en phase spectrale d’un paquet d’ondes électronique, joue un rôle central. Cette technique a été ini- tialement développée pour mesurer la phase spectrale de l’émission harmonique, permettant la reconstruction dans le domaine temporel du train d’impulsions atto- seconde (Paul et al. [38]). Plus généralement, elle s’étend à la caractérisation des pa- quets d’ondes électroniques produits dans la photoionisation à deux photons XUV- laser d’un système atomique/moléculaire en phase gazeuse. Par exemple, dans le cas de la photoémission dans un continuum "plat", i.e sans résonances, la technique RABBIT permet l’extraction des délais de photoémission du paquet d’ondes élec- troniques qui diffèrent entre deux canaux d’ionisation (Klünder et al. [113]).
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Étude de semiconducteurs par des techniques de spectroscopie quantique

Étude de semiconducteurs par des techniques de spectroscopie quantique

Ce m´emoire de maˆıtrise est consacr´e `a la mise en place d’une technique de spectrosco- pie quantique comme nouvel outil de caract´erisation. La spectroscopie quantique, tout comme la spectroscopie classique, consiste en l’´etude des mat´eriaux avec la lumi`ere. La diff´erence est le type de lumi`ere utilis´e. Dans le cas pr´esent, on utilise comme sonde des paires de photons qui partagent une propri´et´e tr`es int´eressante, soit l’intrication. Les propri´et´es quantiques que nous promet l’intrication peuvent ˆetre utilis´ees pour donner un net avantage `a la lumi`ere quantique sur la lumi`ere dite classique, d’un point de vue spectroscopique. Dans un premier temps, les nombreux avantages qu’offre la spectrosco- pie quantique seront revus, en explorant les diff´erentes techniques que propose la commu- naut´e. En second lieu, les outils th´eoriques n´ecessaires `a la bonne compr´ehension du ph´enom`ene de g´en´eration de photons intriqu´es, soit la conversion param´etrique sponta- n´ee, seront expos´es. Ensuite, l’importance de la fonction de corr´elation de second ordre dans le formalisme qui d´ecrit la d´etection de photons intriqu´es sera discut´ee. De plus, les propri´et´es spectrales non classiques du biphoton, soit une paire de photons intriqu´es, seront expos´ees. On d´ecrira ensuite les d´etails exp´erimentaux portant sur la mise en place d’un interf´erom`etre de type Hong-Ou-Mandel, o`u l’un des bras contient un mat´eriau `a caract´eriser. L’interaction avec le mat´eriau modifiera les propri´et´es du biphoton, ce qui sera visible dans le creux d’anti-corr´elation caus´e par l’interf´erence quantique `a deux photons. Malgr´e l’impossibilit´e d’observer ce creux d’anti-corr´elation `a cause du trop faible couplage de la source dans l’interf´erom`etre, la g´en´eration de paires de photons intriqu´es a tout de mˆeme ´et´e observ´ee. De plus, la possibilit´e d’observer de l’interf´erence `a deux photons a ´et´e montr´ee en mesurant des oscillations quantiques issues d’interf´eren- ces `a un photon. Cela valide la possibilit´e d’utiliser cette technique spectroscopique comme nouvel outil de caract´erisation.
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